硬件框架标准

现场各种数据通过PLC系统进行采集，并通过主干通讯网络——工业以太网传送到控制室监控计算机集中监控和管理。同样，控制室监控计算机的控制命令也通过上述通道传送到PLC的测控终端，实施各单元的分散控制。

(1)生产管理级

自动化生产线管理系统和现场监控调度是系统的核心，完成对各条生产线工位的管理和控制，并实现部门级的办公自动化。通过高分辨率液晶显示器及投影仪可直观地动态显示各生产线工艺流程段的实时工况、各工艺参数的趋势画面，管理人员可及时掌握全厂运行情况。

(2)现场控制级(主\从PLC站)

控制层是实现系统自动控制的关键。按照自动控制工艺要求，控制层的PLC通过程序控制各个自动化设备，实现对现场设备运行状态以及参数(如压力、流量、温度、PH值等)的采集，以及执行管理层的命令。

(3)就地控制级(设备层)

各个工位可以通过“本地/远程”旋钮切换至“本地”位置，通过工位的“启动/停止”按钮实现设备的就地启停控制。

图 生产线拓扑结构图

制造单元硬件框架标准

生产线的工位可通过柔性组合制造单元，实现产品的生产测试。

制造单元硬件是构成制造单元的物理设备/部件的组合。制造单元硬件应采用模块化结构，制造单元硬件的组成框图如下图所示。

制造单元硬件组成框图

1、主控计算机

主控计算机具有人机交互功能，它通过测试控制器实现对测试仪器和开关部件的控制功能，测试控制器可嵌入在主控计算机内，主控计算机要求具有联网功能。

2、程控总线

程控总线是实现测试控制器与ATE测试仪器连接与通信的物理手段。它可以实现数据传输并通过控制指令实现测试仪器的各种功能任务。

优选适用PXI总线或CPCI总线集成ATE。为连接台式仪表或远程设备，允许采用GPIB、USB、以太网等总线。

3、仪器设备

仪器设备是ATE中实际获取或提供所需电气信号的设备，一般与某种仪器总线相连并受其控制。构建ATE时，测试仪表类型和数量应根据UUT测试需求进行选择和配置。

激励源：直流稳压电源、信号源、波形发生器等

测量仪表：示波器、频谱仪、数字三用表、矢量网络分析仪等

总线类：总线转换单元、逻辑分析仪等

4、开关部件

开关部件提供UUT与各种仪器的连接通路，其开关路径用来将ATS的激励/测量仪器与接收器/测试夹具接口（RFX）上的引脚连接起来。开关部件包括开关矩阵、射频开关、低频大电流开关或开关矩阵、及其它特殊用途开关等。

5、通用测试接口（GPI）

通用测试接口实现测试仪器、开关与UUT的电气、机械连接。它应具有很好的电磁兼容、抗干扰、阻抗匹配和信号传输能力。一个ATE应选定一个对应的GPI。

注:ATE硬件一般提供如下接口：

a)主控计算机人机交互接口：应提供键盘、鼠标与显示器等人机交互接口，键盘与鼠标接口一般为PS2或USB接口，显示器接口一般为VGA或DVI接口。

b)计算机设备控制接口：应提供主控计算机与仪器设备控制器之间的通信接口，主要包括PCI、CPCI、LAN和USB等接口；

c)程控总线接口：提供主控计算机或仪器设备控制器与仪器设备之间的通信接口，一般包括LAN、USB、GPIB、PXI、LXI、CAN与RS-232等接口

d)开关部件接口：作为仪器设备与通用测试接口中的接收器之间的接口，一般应符合**的要求

e)接收器夹具接口：作为通用测试接口中的接收器与测试接口适配器中的夹具之间的接口，一般应符合**的要求。

制造单元性能要求

检测能力

a)模拟电路检测能力

b)数字电路检测能力

c)射频电路检测能力

d)其他电路检测能力

e)系统级检测能力

f)自校自检能力

g)故障检测时间

h)ID识别能力

诊断能力

a)对各种电路的故障诊断能力；

b)系统级故障诊断能力

c)故障隔离能力；

d)故障定位能力；

e)远程诊断能力

        I/O 接口测试系统(Interface Testbench，简称ITB) 是一套集多种接口测试为一体的实时柔性测试系统，具有模块化、自动化、可配置和可扩展等柔性特点。ITB 提供激励- 响应式测试、自动化测试、实时采集和存储、实时解析监控、数据分析和数据回灌等丰富的测试功能，可应用于电子设备的仿真测试、开发调试、集成联试、出厂测试、验收测试、装配测试、外场测试和系统维护等阶段。

         ITB 提供ICD 数据定义和I/O 接口分配等试验构型管理功能，可满足用户对测试环境的灵活性和通用性要求，可应用于多个型号产品的测试试验，可覆盖不同接口规模的测试场景，适用于电子系统生命周期中的多个阶段，被广泛应用于航空、航天、兵器和船舶等领域。

产品功能

•   测试管理

    ♦  提供集成环境，对实验配置、测试数据、测试结果进行统一管理，确保实验的一致性，支持重复进行实验；

    ♦  支持按照被测型号或被测产品等形式对测试构型进行管理，能够保存、快速恢复测试构型。

•   方便的实验资源管理

    ♦  支持丰富的接口资源：包括ARINC6（AFDX）、FC-AE、IEEE1394B、MIL-STD-1553B、ARINC429、RS232/422/485、CAN、Flexray、RFM、HDLC、以太网、LVDT/RVDT、IMB/ADB、电位计/ 电阻、模拟量、离散量和音视频等多种接口；

    ♦  自动扫描和识别硬件接口资源，并监视其健康状态；

    ♦  统一管理所有的I/O接口资源，支持多总线、全通道同时工作。

 •   灵活的测试通道配置

    ♦  支持以图形化的方式对总线接口收发的应用层协议数据（ICD）进行在线定义；

    ♦  支持用户自由分配I/O通道与ICD数据的关联关系，支持面向ICD 数据的自动化测试、实时激励、采集和存储。

•    丰富的监控手段

    ♦  基于ICD定义，自动解析原始数据，实时还原工程值、物理量或状态量；

    ♦  提供表格、曲线和虚拟控件等多种监控形式，用户可定制监控画面和布局，实现所见即所得的效果；

    ♦  提供通道级、ICD级的数据统计和监控，支持多总线数据的集中监控，支持二进制或十六进制原始数据的监控；

    ♦  支持分布式多客户端、多窗口监控。

•    支持激励-响应测试

    ♦  基于ICD变量编辑激励报文，系统自动打包成完整报文；

    ♦  具有信号发生器功能，提供斜坡、正弦波、方波、三角波等信号源；

    ♦  激励变量值、信号源参数可在线调节；

    ♦  支持固定次数激励和循环激励。

•    自动化测试

    ♦  支持图形化编辑测试用例，无需编程基础即可灵活应用；

    ♦  支持原生的JavaScript和PythonScript脚本激励；

    ♦  支持测试用例的自动执行和测试报告的自动生成；

    ♦  支持激励-响应结果的自动判读和测试结果统计；

    ♦  支持测试用例的复用，测试库的扩展；

    ♦  支持测试用例的配置管理。

•    数据分析

    ♦  基于时间段范围过滤存储的历史数据，进行回放显示；

    ♦  支持各类工程值数据的导出，可生成Txt和CSV等多种格式数据文件，供其它数据分析软件（如Matlab）计算分析。

产品特点

•   用户可管理试验构型，构建通用的测试平台

    ♦  支持用户在线定义接口数据；

    ♦  支持用户分配I/O接口资源；

    ♦  支持用户自定义监控画面、激励数据和测试用例。

 •   用户可管理、规范测试过程，提高测试效率

    ♦  根据被测产品需求，基于ICD数据进行测试；

    ♦  试验配置功能与试验测试功能分离，规范不同角色的职责；

    ♦  测试用例可保存、可复用，便于回归测试和问题复现。

•    系统架构灵活、可靠，可满足不同接口规模的测试场景

    ♦  支持激励/采集、监控、存储的分布式部署，可根据测试需要进行方便的扩充I/O资源，且任一节点发生故障均不影响整个系统的运行；

    ♦  测试通道可灵活组合、分配，可组成高达1000通道的分布式测试系统；

    ♦  提供便携式产品构型，既可单独使用，也可集成到试验室测试系统中；

    ♦  基于以太网构建试验网络，支持IO数据远距离传输，最远传输距离可达120Km；

    ♦  采用实时处理系统和高带宽低延迟实时数据网络，以满足多总线、多接口同时工作的处理性能要求和数据传输带宽要求；

    ♦  采用一致的系统时钟，支持IEEE1588和IRIG-B时钟同步协议。

应用领域

•    研制阶段：作为调试工具，辅助研发人员进行系统的调试、半实物仿真测试和功能逻辑验证；

•    测试阶段：作为测试工具或验收工具，辅助测试人员进行系统的出厂测试或验收测试；

•    集成阶段：作为集成验证平台，辅助系统工程师进行多设备的集成、功能确认和故障定位；

•    维护阶段：作为检测验证工具，辅助维护人员进行故障定位、问题确认和复现。

综合电子系统集成测试解决方案

        随着电子技术的快速发展，综合电子系统（如航空电子系统）已经成为武器装备或交通工具上最为关键的组成部分，对提高整体的性能和安全性、降低系统全生命周期成本起到关键的作用。

        恒润科技采用“V”模式系统开发流程以及基于模型的系统设计思想，构建综合电子系统的设计开发和集成测试平台，为客户提供全方位的工具开发、平台建设、系统集成及定制化实施服务。其自主研发的综合电子系统顶层设计与迭代开发平台（MBSE）、综合电子系统集成验证平台（SIVB）和动态仿真综合试验室（DSI）在国内保持着绝对领先优势。

集成测试原理及方法

        综合电子系统规模大，各系统间的交联和协作关系复杂。为了提高系统集成的效率，减低人力和时间成本，必须采用科学的方法，以降低试验的复杂度。科学高效的系统集成方法是：从全系统的数字仿真开始，将数学仿真模型转变成为具备真实物理接口的实时仿真模型（仿真件），通过真件与仿真件之间的逐一替换，逐步完成整个电子系统的集成工作，这一方法有利于在集成的过程中及时发现并定位问题。

        综合电子系统的测试一般采用“激励- 响应”测试和动态综合测试两种方式。借助自动化测试技术，可以通过测试用例的形式将测试过程固化下来，并与测试结果协同管理，实现对测试问题的跟踪回归。

        对于复杂的综合电子系统，整个测试过程需进行有序的管理，包括测试流程管理、试验构型管理、测试用例管理、测试问题管理和测试数据管理等。

解决方案

总体方案

        综合电子系统集成测试试验平台的总体架构如下图所示：

        恒润为客户提供综合电子系统集成与测试的整体解决方案，主要功能包括：

•  提供试验构型管理功能，支持真件与仿真件增量式、迭代式集成，利于问题复现和故障定位；

•  提供程控的供配电管理功能，对参试设备的电压、电流进行同步采集；

•  提供综合模块化仿真功能，支持全数字仿真模式与半实物仿真模式的一键切换；可直接复用系统分析和系统设计的结果；

•  提供激励-响应式测试方法，为参试设备提供激励信号，并对其响应进行实时采集；

•  提供动态综合测试方法，建立实时的飞行环境和战场环境仿真，并对交联设备进行实时并行仿真模拟，为各参试设备提供动态数据激励和半物理仿真测试环境，从而完成被测产品基于任务剖面的评估和验证；

•  提供自动化测试方法，支持测试库、测试脚本的扩展；

•  提供物理层、电气层和协议层的故障注入功能，支持故障模式和故障序列的配置，实现故障注入的自动化测试；

•  提供低延迟、无损真的厂房虚拟互联功能，支持航电、飞控和机电等系统跨区域的集成联试；

•  提供测试流程和测试数据管理平台，支持不同格式试验数据的集成，支持数据分析算法的扩展和自定义。

主要特点

•  完整性

    ♦  开放式系统架构，支持设计→研发→集成→测试→生产→维护全生命周期；

    ♦  支持航电、飞控、机电等全机多系统的仿真、集成和验证；

    ♦  覆盖全数字→全实物各阶段；工具链可衔接，数据链可继承。

•  通用性

    ♦  柔性设计，具有模块化、自动化、可配置和可扩展等特点；

    ♦  集成多种类I/O；支持用户自主构建满足不同场景、不同规模的试验构型和测试用例。

•  扩展性

    ♦  分布式网络架构，保证系统架构的稳定性和开放性，易于扩展和维护；

    ♦  软硬件均采用模块化和综合化设计，模型、I/O、节点均可增量扩充。

RainBot——综合电子自动化测试平台

        综合电子系统的测试过程是整个系统研制成败的关键环节。目前的电子系统复杂度越来越高，因此带来的测试复杂度也相应提高。具体体现在两个方面：一是测试用例数量庞大，人工测试执行需要大量时间；二是接口数量庞大且系统设计变更频繁，人工测试很难避免错误。

        传统的自动化测试程序一般都是采用线性脚本的方式直接面向接口编写。这种模式需要测试实现人员具备很高的编程能力，而且带来的问题是测试程序难以复用，维护性差。RainBot—综合电子自动化测试平台可以有效解决综合电子自动化测试所面临的问题，同时提供一种可扩展的平台框架，解决传统自动化测试的弊端。

产品功能

•  通用ICD数据收发测试库

       通过ICD 信息自动生成Python 格式的测试库，自动生成面向接口测试的关键字。测试库完成对ICD 数据的设置、收发、比较等测试步骤的实现，完成基于ICD 的激励响应测试。

•  通用仿真测试库

        Python 格式的仿真测试库。支持对仿真模型的启停以及状态切换；支持对仿真变量的读取和设置。

•  测试用例编辑与校验

        提供图形化和脚本的方式提供针对测试用例 测试步骤的添加、删除、修改等功能。并支持对已经编辑完成的测试用例进行正确性校验，包括脚本格式、ICD 信息、变量声明等信息的正确性校验。

•  测试用例执行

        提供测试用例执行引擎，执行过程可通过图形界面进行展示，可直观地展示每个测试步骤是否通过，用户可通过执行界面方便地监控整个测试过程的进展。

•  测试报告自动生成

        测试结果在测试执行后以测试报告的方式进行汇总和展示，便于对测试报告的归档。

自动化测试软件示意图

产品特点

•  基于关键字的自动化测试

        从根本上解决了传统自动化测试程序用例难以复用、测试脚本晦涩难懂的问题。通过定义近似自然语言的关键字，通过后台测试库的驱动，实现近似自然语言描述的测试用例。同时用户可以在平台提供的脚本基础上，扩展和定制适用于自己的描述语言，使测试用例更加贴近真实测试场景。这样的测试框架可以实现用例的高度复用。

•  可扩展的测试库管理

        为了能够兼容不同的被测系统，平台提供了可扩展的测试库管理框架，通过扩展测试库，可以支持不同被测系统的自动化测试。

•  对综合电子测试的专业设计

    ♦  接口测试：提供面向接口测试的基本测试库；

    ♦  仿真测试：提供面向仿真测试的基本测试库。

  随着综合电子系统的不断完善和发展，其对武器系统和航空器性能的提高起到越来越作用越来明显。在综合电子系统的集成和仿真测试过程中，需要对系统中的真件设备信号进行采集监控和信号激励，实时验证真件设备的功能完整性，进而发现和排除系统故障。

        数据采集监控系统将采集到的数据传到计算机上处理，而综合电子系统中的信号的电气特性与数据采集板卡不同，信号无法直接被数据采集板卡采集。并且作为采集设备需要对被测信号进行电气上的隔离并且不影响被测信号的传输特性。这些都需要在数据采集之前进行信号调理，信号调理的功能一般包括信号缩放、滤波、缓冲、电气隔离和多路复用等。

        综合电子系统中的真件设备和测试设备之间的接口形式各不相同，例如航空电子设备大多采用一些高密度、可靠性的航插连接器，而我们的数据采集和分析设备一般采用DB或者SCISI接口形式，因此需要在真件设备和信号调理设备之间增加一个接口适配设备。系统连接关系如下图所示：

设备功能

•  信号调理箱

        调理箱箱体为5U高度，标准19”上架结构通风型机箱，调理板卡为4U标准尺寸板卡，接口为DB78接插件。前面板配装电源开关，后面板为DB62接插件。调理箱采用灵活的导轨槽，板卡安装槽位可任意选择，信号调理路数可以根据实际进行调整。最多可以安装3个电源板和12块信号调理板，调理板通过背板供电。

信号调理箱外观图                                                       信号调理板卡外观图

        适配箱为3U型材机箱，标准带19″挂耳，可拆卸小面板，方便组装和更换。适配箱前面板为真件连接接口（左下图所示的为ZIF96连接器，可根据实际情况更换），后面板为信号调理箱的DB62接口。适配箱内部可根据情况进行信号连线的分束和并束处理。